人教高中物理同步讲义选择性必修二2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（解析版） .pdf

2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动

涡流、电磁阻尼和电磁驱动

模块一知识掌握

知识点一电磁感应现象中的感生电场

【情境导】

如图所示，3增强时，就会在空间激发一个感生电场E.如果E处空间存在闭合导体，导体中的自由

电荷就会在感生电场的作用下做定向移动，产生感应电流.

(1)感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？

(2)上述情况下，哪种作用扮演了非静电力的角色？

答案(1)感应电流的方向与正电荷定向移动的方向相同.感生电场的方向与正电荷受力的方向相同,

因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来判定.

(2)感生电场对自由电荷的作用.

【知识梳理】

1.感生电场

麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发一种电场,这种电场叫作感生电场.

2.感生电动势

由感生电场产生的电动势叫感生电动势.

3.电子感应加速器

电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备,当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时,

产生的感生电场使电子加速.

【重难诠释】

1.变化的磁场周围产生感生电场，与闭合电路是否存在无关.如果在变化的磁场中放一个闭合电路，

自由电荷在感生电场的作用下发生定向移动.

2.感生电场可用电场线形象描述.感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的，而静电场的电场线

不闭合.

3.感生电场的方向根据楞次定律用右手螺旋定则判断，感生电动势的大小由法拉第电磁感应定律E

」・|考点剖析」

[例题1](2023春•南岗区校级月考)下列说法中正确的是()

A.磁生电场由变化的磁场产生，磁生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向

B.磁生电场的方向同样也可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定

C.磁电式仪表运输过程中用导线将正负接线柱短接，利用了电磁驱动

D.电磁阻尼现象实质上不是电磁感应现象，但分析时同样遵循楞次定律

【解答】解：A、磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与垂直于磁场放置的闭合回路中所产

生的感应电流方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，方向不一定是沿逆时针方向，故A错误;

B、磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与垂直于磁场放置的闭合回路中所产生的感应电流

方向相同，可由楞次定律和安培定则判断，故B正确；

C、磁电式仪表在运输的时候用导线把两个接线柱连一起，形成闭合回路，能快速将机械能转化

成电能，对指针（与线圈一起）的振动起到电磁阻尼作用，故C错误；

D、电磁阻尼现象实质上是电磁感应现象，分析时同样遵循楞次定律，故D错误。

故选：Bo

[例题2]（2022秋•市南区校级期末）如图所示，长度均为Im的甲、乙空心铝管竖直放置，其中乙

管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由静止放管口，

磁体在甲、乙两管中运动的时间分别为3s和0.6so磁体的直径略小于铝管的内径，不计磁体与

管壁的摩擦及空气阻力。关于磁体在甲、乙两管中的运动，下列说法正确的是（）

甲乙

A.磁体在甲管内下落的过程中，所受合外力的冲量可能为0

B.磁体在甲管中加速向下运动时，铝管对桌面的压力将逐渐增大

C.磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势和感应电流

D.磁体在乙管内下落的过程中，其重力势能的减少量小于动能的增加量

【解答】解：A.磁体在甲管内由静止释放，初动量为零，下落过程中由楞次定律可知，过程中

存在的磁场力会阻碍磁体的运动，但不会阻止磁体的运动，即磁体最终的速度不为零，故末动量

不为零，由动量定理可知，合外力的冲量不为零，故A错误；

B.磁体加速向下运动时，受到的磁场力方向向上，且逐渐增大，根据牛顿第三定律，铝管受到

的磁场力方向向下，且逐渐增大，因此铝管对桌面的压力将逐渐增大，故B正确；

C.磁体在乙管中运动的时间大于自由落体的时间，由此可知磁体受到了磁场力，乙管中存在感

应电动势和感应电流，故C错误；

D.磁体在乙管下落过程中，受到了阻碍其运动的磁场力，其机械能减小，可知减少的重力势能

大于动能的增加量，故D错误。

故选：Bo

［例题3］（多选）（2023-湛江二模）可控核聚变的磁约束像一个无形的管道，将高温等高子体束缚